DE102013215076A1

DE102013215076A1 - Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems

Info

Publication number: DE102013215076A1
Application number: DE102013215076.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bosnjak
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-02-06
Also published as: EP2880330A1; WO2014019583A1; CN104736873B; DE112013003827A5; JP6400002B2; JP2015523523A; CN104736873A; EP2880330B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems, insbesondere eines Nehmerzylinders für ein hydraulisches Ausrücksystem (CSC) einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges, wobei der Nehmerzylinder ein Gehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnet ist und wobei das Gehäuse wenigstens einen kreisringförmigen Druckraum aufweist, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der in Richtung zum Druckraum mit einer Dichtung versehen ist, die an einem am Ringkolben aufgenommenen Dichtringträger befestigt ist. Erfindungsgemäß sind am Dichtringträger Rastelemente angeordnet, die mit korrespondierenden Rastmitteln des Ringkolbens verrasten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems, insbesondere eines Nehmerzylinders eines CSC.
Derartige Kolben-Zylindereinheiten bzw. Nehmerzylinder werden beispielsweise bei direkt betätigten Doppelkupplungen mit deckelfestem, konzentrisch angeordnetem hydraulischem Einrücksystem verwendet. Beispielsweise in der Druckschrift EP 1 970 589 B1 wird ein Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung von Fahrzeugen beschrieben, wobei der Nehmerzylinder ein Nehmerzylindergehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wobei eine Führungshülse in einer Längsbohrung des Druckgehäuses radial beabstandet zur Bildung eines kreisringförmigen Druckraums angeordnet ist und im Druckraum ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer Dichtung versehen ist, deren Dichtlippen radial gespreizt angeordnet sind. Der Ringkolben umfasst einen Kolbenkörper sowie einen Dichtungsträger, der die Dichtung trägt, welche zusammen mit dem Nehmerzylindergehäuse sowie der Führungshülse einen Druckraum einschließt. Nachteilig ist das zwischen Dichtringträger und Kolben auftretende Spiel, welches im Betrieb zu einer Verschiebung der Kennlinie führen kann und das Verschleißverhalten und somit die Lebensdauer negativ beeinflusst.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems, insbesondere eines Nehmerzylinders eines CSC zu entwickeln, welches eine spielfreie Lagerung des Dichtungsträgers gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems ist insbesondere in Form eines Nehmerzylinders für ein hydraulisches Ausrücksystem (CSC) einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges ausgebildet, wobei der Nehmerzylinder ein Gehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnet ist und wobei das Gehäuse wenigstens einen kreisringförmigen Druckraum aufweist, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der in Richtung zum Druckraum mit einer Dichtung versehen ist, die an einem am Ringkolben aufgenommenen Dichtringträger befestigt ist, wobei erfindungsgemäß am Dichtringträger Rastelemente angeordnet sind, die mit korrespondierenden Rastmitteln des Ringkolbens verrasten. Das Verrasten der Rastelemente des Dichtringträgers mit den Rastmitteln des Ringkolbens erfolgt dabei so, dass eine axiale Vorspannung zwischen diesen vorhanden ist. Durch diese axiale Vorspannung wird vermieden, dass zwischen Kolben und Dichtringträger in axialer Richtung ein Spiel vorhanden ist.
Die Rastelemente des Dichtringträgers sind bevorzugt in Form von am Umfang verteilten Schnapphaken ausgebildet und die Rastmittel des Ringkolbens als zu den Schnapphaken korrespondierende Ausnehmungen im Kolben ausgebildet, in welche die Schnapphaken im montierten Zustand eingreifen.
Dazu ist der Ringkolben in Richtung zum Dichtringträger mit einem sich an die Ausnehmung anschließenden Bund versehen, der in Richtung zum Dichtringträger eine erste Stirnseite, davon abgewandt eine zweite Stirnseite aufweist. Die Schnapphaken weisen an ihrem in die Ausnehmung eingreifenden Bereich eine radial nach innen weisende Nase auf, die mit einer Anlagefläche an der zweiten Stirnseite des Bundes unter Aufbringung einer axialen Vorspannung anliegt.
Der Kolben weist in Richtung zum Dichtringträger eine dritte Stirnseite auf, an welcher der Dichtringträger mit einer vierten Stirnseite anliegt. Dabei sind der Abstand a zwischen der zweiten und der dritten Stirnseite des Dichtringträgers und der Abstand b zwischen der vierten Stirnseite des Dichtringträgers und der Anlagefläche der Nase der Schnapphaken so ausgelegt, dass nach der Herstellung der Verbindung zwischen Kolben und Dichtringträger die erforderliche axiale Vorspannkraft vorhanden ist, durch welche der Dichtringträger mit seiner vierten Stirnseite gegen die dritte Stirnseite des Kolbens axial spielfrei gedrückt wird.
Zur Erzeugung der axialen Vorspannkraft sind entweder die Schnapphaken und/oder der Bund in axialer Richtung federnd ausgebildet.
Die Schnapphaken können dazu ausgehend von der vierten Stirnseite radial nach außen abgewinkelt sein und sich anschließend in axialer Richtung erstrecken, so dass durch die radiale Abwinklung ein axialer Federweg zur Verfügung gestellt wird.
Gleichzeitig oder alternativ kann der Bund zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweisen, durch welche im Bereich des Bundes ein axialer Federweg zur Verfügung gestellt wird.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist mit einfachen konstruktiven Mitteln eine spielfreie Befestigung des Dichtringträgers am Ringkolben gewährleistet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Detail eines Nehmerzylinders mit Längsschnitt durch Ringkolben, Dichtringträger und Dichtung in einer ersten Variante der Erfindung,
2 die dreidimensionale Darstellung des Kolbens und des Dichtringträgers gemäß 1 im nicht montierten Zustand,
3 einen Ringkolben mit daran befestigtem Dichtringträger in einer zweiten Variante der Erfindung im Teillängsschnitt,
4 die dreidimensionale Darstellung des Kolbens und des Dichtringträgers gemäß 3 im nicht montierten Zustand.
Die 1 zeigt eine erste Variante eines Nehmerzylinders 1 einer Doppelkupplung mit einem Gehäuse 2 im Teil-Längsschnitt durch einen Ringkolben 3, der in einem Ringraum 4 axial verschiebbar angeordnet ist und in Richtung zu einem Druckraum D eine Dichtung 5 in Form einer Ringdichtung aufweist, die über einen ringförmigen Dichtringträger 6 am Ringkolben 3 befestigt ist und in 2 werden der Ringkolben 3 und der Dichtringträger 5 im nicht montierten Zustand in dreidimensionaler Darstellung gezeigt.
Der Ringkolben 3 weist über dem Umfang verteilt mehrere Ausnehmungen 3.1 auf, an die sich in Richtung zum Dichtringträger 5 ein Bund 3.2 anschließt. Der Bund 3.2 besitzt eine in Richtung zum Dichtringträger 6 weisende erste Stirnseite S1 und eine davon abgewandte zweite Stirnseite S2, an die sich radial außen von der Stirnseite S1 wegweisend ein Absatz 3.3 erstreckt. In Richtung zum Dichtringträger 6 besitzt der Ringkolben 3 eine dritte Stirnseite S3. Zwischen der zweiten Stirnseite S2 und der dritten Stirnseite S3 besteht ein Abstand a (s. 2). Der Dichtringträger 6 weist Schnapphaken 6.1 auf, die an ihrem freien Ende eine radial nach innen weisende Nase 6.2 mit einer in Richtung zu deren vierter Stirnfläche S4 weisenden Anlagefläche S5 besitzen. Zwischen der Anlagefläche S5 und der vierten Stirnfläche S4 ist ein Abstand b vorhanden. Der Schnapphaken 6.1 weist eine zweifache Krümmung auf, so dass ein nach außen weisender radialer Bereich 6.3 gebildet wird, der axial federn kann und an den sich ein im Wesentlichen axialer Bereich 6.4 mit der Nase 6.2 anschließt. Der Dichtringträger besitzt gemäß 1 an der von den Schnapphaken 6.1 abgewandten Seite eine Nut 7, in welcher die Dichtung 5 mit einem korrespondierenden Bereich befestigt ist. Die Dichtung 5 weist zwei radial nach innen und außen voneinander wegweisende, nicht bezeichnete Dichtlippen auf, welche den ringnutförmigen Druckraum D radial nach innen und außen abdichten.
In dem gemäß 1 dargestellten montierten Zustand rasten die Schnapphaken 6.1 mit den Nasen 6.2 in die Ausnehmungen 3.1 des Kolbens 3 ein, wobei jeweils die Anlagefläche S5 einer Nase 6.2 an einer zweiten Stirnfläche S2 des Bundes 3.3 des Kolbens 3 unter axialer Vorspannung anliegt. Die vierte Stirnfläche S4 des Dichtringträgers 6 wird dadurch spielfrei gegen die dritte Stirnseite S3 des Ringkolbens 3 gedrückt.
Der Abstand a zwischen der zweiten und der dritten Stirnseite S2, S3 des Kolbens 3 und der Abstand b zwischen der vierten Stirnseite S4 des Dichtringträgers 6 und der Anlagefläche S5 der Nase 6.2 der Schnapphaken 1 sind dabei so ausgelegt, dass nach der Herstellung der Verbindung zwischen Ringkolben 3 und Dichtringträger 6 auch die erforderliche axiale Vorspannung vorhanden ist, durch welche der Dichtringträger 6 mit der vierten Stirnseite S4 gegen die dritte Stirnseite S3 des Ringkolbens 3 gedrückt wird.
Bei der in den 1 und 2 dargestellten Variante sind somit die Schnapphaken 6.1 axial federnd ausgebildet, so dass über diese die axiale Vorspannung erzeugt wird.
Die alternative zweite Variante gemäß 3 und 4, in welcher jeweils die Ringdichtung 3 und der Dichtringträger 6 im montierten Zustand und im nicht montierten Ziustand dargestellt sind, besitzt im Wesentlichen die gleichen konstruktiven Merkmale wie Variante 1 mit den beiden Unterschieden, dass die Schnapphaken 6.1 des Dichtringträgers 6 nicht axial federnd ausgebildet sind und nur einen sich axial erstreckenden Bereich 6.4 mit der Nase 6.3 aufweisen, und dass dafür am Ringkolben 3 der Bund 3.2 axial federnd ausgebildet ist, wofür umfangsseitig eingebrachte Nuten 3.3 vorgesehen sind.
Auch hier müssen der Abstand a zwischen der zweiten Stirnseite S2 des Bundes 3.2 und der Abstand b zwischen der Anlagefläche S5 der Nase 6.2 eines jeden Schnapphakens 6.1 und der vierten Stirnfläche S4 des Dichtringträgers 6 so aufeinander abgestimmt sein, dass nach dem Einschnappen der Nase 6.2 in die entsprechende Ausnehmung 3.1 deren Anlagefläche S5 unter axialer Vorspannung an der zweiten Stirnseite S2 des Bundes 3.2 des Ringkolbens 3 anliegt.
Zur Montage wird bei beiden Varianten der Dichtringträger 6 mit seinen Schnapphaken 6.1 über den Bund 3.2 des Ringkolbens 3 geschoben, wobei sich die Schnapphaken 6.1 radial aufweiten, um über den Bund 3.2 zu gelangen und nach Überwindung des Bundes 3.2 in die Ausnehmungen 3.1 eingreifen und wieder radial nach innen federn, wodurch der Dichtringträger am Ringkolben 3 befestigt ist.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante können auch die Schnapphaken und der Bund federnd ausgebildet sein bzw. für die axiale Federwirkung der Schnapphaken und/oder des Bundes andere konstruktive Ausführungen gewählt werden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung liegt der Dichtringträger immer zuverlässig am Ringkolben an, wodurch kein Spiel zwischen diesen vorhanden ist und somit auch keine Relativbewegungen entstehen, die zur unerwünschten Veränderung der Kennlinie führen könnten.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Gehäuse
3: Ringkolben
3.1: Ausnehmungen
3.2: Bund
3.3: in Umfangsrichtung verlaufende Nut
4: Ringraum
5: Dichtung
6: Dichtringträger
6.1: Schnapphaken
6.2: Nase
6.3: radialer Bereich
6.4: axialer Bereich
7: Nut
a: Abstand
b: Abstand
D: Druckraum
S1: erste Stirnfläche
S2: zweite Stirnfläche
S3: dritte Stirnfläche
S4: vierte Stirnfläche
S5: Anlagefläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1970589 B1 [0002]

Claims

Kolben-Zylindereinheit eines hydraulischen Systems, insbesondere eines Nehmerzylinders für ein hydraulisches Ausrücksystem (CSC) einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges, wobei der Nehmerzylinder (1) ein Gehäuse (2) aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) wenigstens einen kreisringförmigen Ringraum (4) aufweist, in dem ein Ringkolben (3) axial verschiebbar geführt ist, der in Richtung zu einem Druckraum (D) mit einer Dichtung (7) versehen ist, die an einem am Ringkolben (3) aufgenommenen Dichtringträger (6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Dichtringträger (6) Rastelemente angeordnet sind, die mit korrespondierenden Rastmitteln des Ringkolbens (3) verrasten.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente des Dichtringträgers (6) mit den Rastmitteln des Ringkolbens (3) so verrasten, dass eine axiale Vorspannung zwischen diesen vorhanden ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente des Dichtringträgers (6) in Form von am Umfang verteilten Schnapphaken (6.1) ausgebildet sind und dass die Rastmittel des Ringkolbens (3) als zu den Schnapphaken korrespondierende Ausnehmungen (3.1) im Ringkolben (3) ausgebildet sind.
Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (3) sich an die Ausnehmung (3.1) anschließend in Richtung zum Dichtringträger einen Bund (3.2) mit einer in Richtung zum Dichtringträger (6) weisenden ersten Stirnseite (S1) und einer davon abgewandten zweiten Stirnseite (S2) aufweist und dass die Schnapphaken (6.1) in die Ausnehmungen (3.1) greifen und eine radial nach innen weisende Nase (6.2) aufweisen, die mit einer Anlagefläche (S5) an der zweiten Stirnseite (S2) des Bundes (3.2) des Kolbens (3) unter Aufbringung einer axialen Vorspannung anliegt.
Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (3) in Richtung zum Dichtringträger (6) eine dritte Stirnseite (S3) aufweist, an welcher der Dichtringträger (6) mit einer vierten Stirnseite (S4) anliegt und dass ein Abstand (a) zwischen der zweiten und der dritten Stirnseite (S2, S3) des Ringkolbens (3) und ein Abstand (b) zwischen der vierten Stirnseite (S4) des Dichtringträgers und der Anlagefläche (S5) der Nase (6.2) der Schnapphaken (6.1) so ausgelegt sind, dass nach der Herstellung der Verbindung zwischen Ringkolben (3) und Dichtringträger (6) eine axiale Vorspannung vorhanden ist, durch welche der Dichtringträger (6) mit der vierten Stirnseite (S4) gegen die dritte Stirnseite (S3) des Ringkolbens (3) gedrückt wird.
Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken (6.1) des Dichtringträgers (6) und/oder der Bund (3.2) des Kolbens (3) in axialer Richtung federnd ausgebildet sind und die axiale Vorspannung erzeugen.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnapphaken (6.1) ausgehend von der vierten Stirnseite (S4) radial nach außen abgewinkelt sind und sich anschließend in axialer Richtung erstrecken, und dass durch die radiale Abwinklung ein axialer Federweg zur Verfügung gestellt wird.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (3.2) zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (3.3) aufweist, durch welche im Bereich des Bundes (3.2) ein axialer Federweg zur Verfügung gestellt wird.